WATテストの紹介

WATはウエハーがFab工場から出荷される前の最終テストプロセスです。WATテストは通常、Waferダイシングレーンに特別に設計されたテスト構造を用いて実施するテストです (図1)。これらのテスト構造の組み合わせとテスト結果の分析により、Wafer製造プロセスと工程中の偏差をモニタリングすることが可能です。

図1 Waferダイシングレーンにおけるテスト構造

WATテストシステムは図に示す通り、主にテスターキャビネット (Cabinet) 、テストヘッド (Test Head) とプローブステーション(Prober) で構成されています。テスターキャビネットは主に各種のテストメーターとPC制御システムを含み、テストヘッドにはマトリックススイッチャー、高精度ソースメーターとプローブカードインターフェースサブシステム(Probe Card Interface) などが含まれています。プローブステーションはＷaferのロードとアンロード、Wafer上のウエハー上のテスト対象デバイスの正確なアライメント機能を備えています。

WATアクセプタンステストシステムの課題

WATテストは半導体テストの中で測定精度に対する要求が最も高いテストであり、各種テスト計測器に求める要件が非常に高いです。WATアクセプタンステストシステムのコアとなる測定モジュールは主にテスト構造に励起ソースを提供し、各種のパラメータを測定する機能を備えています。詳細は以下の通り:

    SMU(Source Measurement Unit ソース測定ユニット)

    FMU（Frequency Measurement Unit 周波数測定ユニット)

    SPGU （Semiconductor Pulse Generate Unit パルス発生ユニット)

    CMU（Capacitance Measurement Unit 電気容量測定ユニット）

    DMM (Digital Multi-meter高精度デジタルマルチメーター)

    SM (Semiconductor Switch Matrix 半導体マトリックススイッチャー)

集積回路の製造プロセスの発展につれて、ミクロンから現在のナノメートルの時代に入って、製造プロセスはますます複雑になって、製造工程はますます多くなっています。良品率を一定に保つために、先端プロセスノード (14 nm以下) をはじめ、プロセスをモニタリングするためのテスト構造とテストパラメータは急速に増加しています。要件:

・非常に高いテスト精度 (例えば1fAまでの電流測定分解能、sub-pAレベルまでの測定精度)

・高いテスト効率 (例えばPer-pin SMUによる並列テスト)

聯訊儀器WATアクセプタンステストシステム

聯訊儀器は長年にわたり電気特性試験・測定の分野に参入しており、継続的な投資を行い、コア計測機器の自主的な研究開発に一貫して、数多くのWATコア計測機器の研究開発を行ってきました。

    pAレベルの高精度デジタルソースメーターS2012C、2016C

    低リーク半導体マトリックススイッチャーRM1010-LLC

    高電圧半導体パルスS3023P

    3500V高電圧ソースメーターS3030F

聯訊のコア電気特性試験計測機器をもとに、シリアルWaferアクセプタンステストシステムWAT6200とパラレルWaferアクセプタンステストシステムWAT6600をすでに発表し、高電圧WAT6300を発売する予定も立ていました。

シリアルWaferアクセプタンステストシステムWAT6200

主な特徴

    Si/GaN/SiCを含む各種半導体チップのWATテストに対応

    最大電圧範囲200V、最大電流範囲1A

    聯訊儀器自社開発のSMUボードと低リークスイッチャーボード

    pAレベルの電流精度はWAT量産テストの要件を満たします

    PXIEボードはシリアル接続に柔軟性と汎用性を提供

    すべての商用プローブステーションに対応

    サードパーティ製計器との組み合わせが可能

    ユーザーのテストプログラムやアルゴリズムの開発をサポート

パラレルWaferアクセプタンステストシステムWAT6600

主な特徴

    Per-Pin SMUは設定可能で、最大48個のSMUを使用することでテスト効率を大幅に向上させます

    高い分解能とサブpAレベルの電流精度により、プロセスの研究開発と量産におけるあらゆるテスト要件を満たします

    最大電圧範囲200V、最大電流範囲1A

    すべての商用プローブステーションに対応

    サードパーティ製計器との組み合わせが可能

    ソフトウェアは設定可能で、ユーザーのテストプログラムやアルゴリズムの開発をサポート